JP7311456B2 - 地下構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート製のボックスカルバート状の地下構造物を構築する方法に関する。

特許文献１は、道路や水路などとして利用されるボックスカルバートを開示している。このボックスカルバートは箱型の埋設構造物であり、底版と左右の側壁と頂版とを備えてなる。特許文献１では、ボックスカルバートを構築する際に、まず、底版と左右の側壁とを構築し、次に、頂版を構築する。特許文献１では、頂版は、埋設型枠と主体部とにより構成される。この主体部は、埋設型枠の上に打ち込まれる現場打ちコンクリートによって形成される。特許文献１では、埋設型枠を左右の側壁間に架設した後に、埋設型枠上に各種の鉄筋を配して、その後に、埋設型枠の上方に現場打ちコンクリートを打設することで、頂版を構築している（特許文献１の段落００２０，００２１参照）。

特許第６３９５４６５号公報

しかしながら、ボックスカルバートの構築予定場所の直上に既設構造物が存在するなどの上空制限下では、前述の埋設型枠上での配筋作業ができないので、特許文献１に開示の技術を用いてボックスカルバートを構築することができなかった。

本発明は、このような実状に鑑み、前述のような上空制限下でも施工可能なボックスカルバート状の地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。

そのため本発明に係る地下構造物の構築方法は、鉄筋コンクリート製のボックスカルバート状の地下構造物を構築する方法である。この方法は、地盤を掘削することで地中に横坑を形成する第１工程と、横坑内にて地下構造物の底版及び側壁を構築する第２工程と、横坑内にて地下構造物の頂版を構築する第３工程と、を含む。第３工程は、底版上にて頂版構築用型枠を組み立てる型枠組立工程と、組み立てられた頂版構築用型枠上にて頂版用鉄筋を組み立てる鉄筋組立工程と、頂版用鉄筋が載置された頂版構築用型枠を、底版上から所定の高さ位置まで上昇させる型枠上昇工程と、所定の高さ位置に位置する頂版構築用型枠の上面と横坑の天端面との間の空間内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を含む。コンクリート打設工程では、前記空間内に頂版用鉄筋が配置された状態で、前記空間内にコンクリートを打設する。

本発明によれば、頂版用鉄筋が載置された頂版構築用型枠を、底版上から所定の高さ位置まで上昇させた後に、頂版構築用型枠の上面と横坑の天端面との間の空間内に頂版用鉄筋が配置された状態で、この空間内にコンクリートを打設する。従って、前述のような上空制限下でも、頂版を簡易に構築することができ、ひいては、ボックスカルバート状の地下構造物を構築することができる。

本発明の一実施形態におけるトンネルの概略構成を示す図 前記一実施形態におけるトンネルの構築方法のフローチャート 前記一実施形態における頂版の構築方法のフローチャート 前記一実施形態における横坑形成工程にて形成された横坑を示す図 前記一実施形態における底版・側壁構築工程にて構築された底版及び側壁を示す図 前記一実施形態における頂版の構築方法を示す図 前記一実施形態における頂版の構築方法を示す図 前記一実施形態における頂版の構築方法を示す図 前記一実施形態における上昇手段による頂版構築用型枠の上昇方法を示す図 前記一実施形態における箱抜き部材の斜視図 前記一実施形態における頂版構築用型枠の所定の高さ位置での固定方法を示す図 前記一実施形態におけるコンクリート打設工程を示す図 前記一実施形態における箱抜きの後処理方法を示す図 前記一実施形態における複数の頂版構築用型枠を用いる頂版の構築方法を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１（ア）は、本発明の一実施形態におけるトンネル１の概略構成を示す図である。図１（イ）は、図１（ア）のＡ－Ａ断面図である。

トンネル１は、本発明の「地下構造物」の一例であり、鉄筋コンクリート製のボックスカルバート状である。トンネル１の上方に位置するトンネル５０は、本発明の「既設構造物」の一例であり、トンネル１の構築に先立って構築されたものである。

トンネル５０は、例えば、地下鉄などの鉄道トンネル又は道路トンネルであり、地面ＧＬ下の地盤Ｇ中（地中）に構築されている。
トンネル１は、既設のトンネル５０の直下にその横断方向に延びるように地中に構築されるものであり、例えば、歩行者が通行可能な通路（トンネル５０のアンダーパス）として使用され得る。

トンネル１は、矩形断面を有しており、左右一対の側壁２Ｌ，２Ｒと、側壁２Ｌ，２Ｒの上端同士を接続する頂版３と、側壁２Ｌ，２Ｒの下端同士を接続する底版４とにより構成されている。ここで、側壁２Ｌ，２Ｒ、頂版３、及び底版４は鉄筋コンクリート製である。

トンネル１の頂版３の上面３ａは、トンネル５０の下面５０ａに接触している。ここで、下面５０ａは、例えば、地下鉄の軌道下床版下面、あるいは、道路トンネルの下床版下面であり得る。

図２は、トンネル１の構築方法のフローチャートである。本実施形態では、既設のトンネル５０が存在する状態で、その下方にてトンネル１の構築が行われる。

トンネル１の構築方法では、まず、ステップＳ１にて、作業空間形成工程として、地中に作業空間５，６（図１（ア）参照）を形成する。この作業空間形成工程は、本発明の「第４工程」に対応するものである。ここにおける「作業空間の形成」とは、後述するステップＳ２～Ｓ４（ステップＳ１１～Ｓ１６）を実施するための作業空間を形成することである。この「作業空間の形成」には、地中に立坑を構築すること、あるいは、他の工事現場の空間を利用することなどが含まれ得る。この点、図１（ア）は、地中に立坑５ａを構築することで作業空間５を形成することを示しており、また、他の工事現場の空間を作業空間６として利用していることを示している。ここで、作業空間５，６の形成については、図１（ア）に図示のものに限らない。
作業空間５，６は、トンネル５０を挟んで両側に形成され得る。

次に、ステップＳ２にて、横坑形成工程として、作業空間５内、及び／又は作業空間６内から略水平に地盤Ｇの掘削を開始して、トンネル５０の直下を掘削することで、地中に横坑７を形成する。この横坑形成工程は、本発明の「第１工程」に対応するものである。

図４は、横坑形成工程にて形成された、矩形断面を有する横坑７を示している。図４に示すように、横坑形成工程は、横坑７の内周面に沿って鋼製の支保工８を建て込むことを含む。支保工８は、左右一対の側部支保工９Ｌ，９Ｒと、側部支保工９Ｌ，９Ｒの上端同士を接続する上部支保工１０と、側部支保工９Ｌ，９Ｒの下端同士を接続する下部支保工１１とを矩形状に組み立てることで形成され得る。側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１は例えばＨ形鋼からなる。

横坑形成工程では、例えば１ｍ程度の間隔で地盤Ｇの掘削と支保工８の設置とを繰り返すことで、作業空間５，６に連通する横坑７を形成する。ここで、横坑７の延在方向に間隔を空けて設置された複数の上部支保工１０の各々の上フランジがトンネル５０の下面５０ａに接触するようになっており、このことで、トンネル１の構築途中でのトンネル５０の沈下を抑制している。ここにおいて、前述のトンネル５０の下面５０ａが、横坑７の天端面の少なくとも一部として機能し得る。また、上部支保工１０は、支保工８における横坑７の天端面に相対する部分である。

尚、横坑形成工程に先立って、地中における横坑７の形成予定領域の左右両側方、及び下方に例えば２～３ｍ厚の地盤改良を行うことで、図４に示す地盤改良領域１２を形成してもよい（地盤改良工程）。つまり、この地盤改良工程は、前述の横坑形成工程に先立って実施され得る。また、この地盤改良工程は、前述の作業空間形成工程の前又は後に実施されてもよく、あるいは、前述の作業空間形成工程に並行して実施されてもよい。

次に、ステップＳ３にて、底版・側壁構築工程として、横坑７内にて、その内周面に沿うように、底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを構築する。この底版・側壁構築工程は、本発明の「第２工程」に対応するものである。

図５は、底版・側壁構築工程にて構築された底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを示している。
本実施形態では、底版・側壁構築工程にて、底版４の全部と側壁２Ｌ，２Ｒの本体部２Ｌａ，２Ｒａとを構築する。

側壁２Ｌ，２Ｒの本体部２Ｌａ，２Ｒａは、底版４の左右両端から立ち上がっている。本体部２Ｌａ，２Ｒａの上面２Ｌｂ，２Ｒｂは、後述する頂版構築工程にて構築される頂版３の下面３ｂ（図１参照）より５０～８０ｃｍ程度低位に位置している。側部支保工９Ｌ，９Ｒのうち、本体部２Ｌａ，２Ｒａの上面２Ｌｂ，２Ｒｂより下側の部分は、本体部２Ｌａ，２Ｒａを構成するコンクリートによって巻き込まれている。ここで、下部支保工１１についても、底版４を構成するコンクリートによって巻き込まれている。

側壁２Ｌ，２Ｒの本体部２Ｌａ，２Ｒａが構築された時点において、側部支保工９Ｌ，９Ｒのうち、本体部２Ｌａ，２Ｒａの上面２Ｌｂ，２Ｒｂより上側の部分は、横坑７内にて露出している。また、側壁２Ｌ，２Ｒを構成する外側鉛直鉄筋２Ｌｃ，２Ｒｃ及び内側鉛直鉄筋２Ｌｄ，２Ｒｄのうち、本体部２Ｌａ，２Ｒａの上面２Ｌｂ，２Ｒｂより上側の部分についても、横坑７内にて露出している。ここで、外側鉛直鉄筋２Ｌｃ，２Ｒｃの上端は、内側鉛直鉄筋２Ｌｄ，２Ｒｄの上端よりも高位に位置する。尚、側壁２Ｌ，２Ｒについては、複数の外側鉛直鉄筋２Ｌｃ，２Ｒｃが、トンネル１の軸方向（横坑７の延在方向）に間隔を空けて並んでおり、また、複数の内側鉛直鉄筋２Ｌｄ，２Ｒｄが、トンネル１の軸方向に間隔を空けて並んでいる。

外側鉛直鉄筋２Ｌｃ，２Ｒｃの上端には、それぞれ、上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａの一端部が連結されている。上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａは、各々が略水平に延び、各々の他端部同士が間隔Ｐ１を空けて相対している。この間隔Ｐ１は、後述する頂版用鉄筋２０を構成する上側主筋２４の長さよりも重ね継手長の２倍分小さい。

内側鉛直鉄筋２Ｌｄ，２Ｒｄの上端には、それぞれ、下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂの一端部が連結されている。下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂは、各々が略水平に延び、各々の他端部同士が間隔Ｐ２を空けて相対している。この間隔Ｐ２は、後述する頂版用鉄筋２０を構成する上側主筋２４の長さよりも大きく、かつ、下側主筋２３の長さよりも重ね継手長の２倍分小さい。

次に、ステップＳ４にて、頂版構築工程として、横坑７内にて、その内周面に沿うように、頂版３を構築する。この頂版構築工程は、本発明の「第３工程」に対応するものである。
本実施形態では、頂版構築工程にて、頂版３の全部と側壁２Ｌ，２Ｒの残部２Ｌｅ，２Ｒｅ（前述の本体部２Ｌａ，２Ｒａ以外の部分）とをまとめて構築する（後述する図８（カ）参照）。

図３は、前述の頂版構築工程にて実施される、頂版３の構築方法のフローチャートであり、また、図６（ア）～図８（カ）は、頂版３の構築方法を示す図である。

頂版３の構築方法では、まず、ステップＳ１１にて、支保材配置工程として、頂版構築用型枠１５を下方から支持するための支保材１６を底版４上に配置する（図６（ア）参照）。支保材１６の高さ（鉛直方向の長さ）は、頂版構築用型枠１５の下に作業員が入ることができる程度の高さであり、例えば１．０～１．５ｍ程度である。この工程では、底版４上に複数の支保材１６が並べられ得る。

次に、ステップＳ１２にて、型枠組立工程として、底版４上の支保材１６上にて頂版構築用型枠１５を組み立てる（図６（ア）参照）。この工程では、例えば、支保材１６上に、角パイプなどからなる端太材１７（図９及び図１１参照）を流し、その上にメタルフォーム１８を組み立てる。このメタルフォーム１８は、頂版構築用型枠１５を構成するものである。

ここにおいて、メタルフォーム１８の左右両端には、そこから下方に延びる延長部１８ａが設けられている。この延長部１８ａは、側壁２Ｌ，２Ｒの残部２Ｌｅ，２Ｒｅ（前述の本体部２Ｌａ，２Ｒａ以外の部分）の構築用型枠として機能する。すなわち、頂版構築用型枠１５は、側壁２Ｌ，２Ｒの残部２Ｌｅ，２Ｒｅ（前述の本体部２Ｌａ，２Ｒａ以外の部分）の構築用型枠を備え、メタルフォーム１８及び延長部１８ａにより、コ字状の断面形状を呈している。

次に、ステップＳ１３にて、鉄筋組立工程として、頂版構築用型枠１５上にて頂版用鉄筋２０を組み立てて、鉄筋籠とする（図６（イ）参照）。この工程では、例えば、まず、頂版構築用型枠１５上に複数のスペーサ２１を互いに間隔を空けて載置し、次に、スペーサ２１上にて頂版用鉄筋２０を組み立てて鉄筋籠とする。ここで、頂版用鉄筋２０は、例えば、下側主筋２３、図示しない馬筋（組み立て筋）、上側主筋２４、及びせん断補強鉄筋２５などを含み得る。

次に、ステップＳ１４にて、型枠上昇工程として、まず、頂版構築用型枠１５を上昇させる上昇手段３０と、型枠案内・固定手段４０とを横坑７内に設置する（図７（ウ）参照）。そして、頂版用鉄筋２０がスペーサ２１を介して載置された頂版構築用型枠１５を、上昇手段３０及び型枠案内・固定手段４０を用いて、底版４上の支保材１６上から所定の高さ位置まで上昇させる（図７（エ）参照）。ここで、所定の高さ位置とは、後述するコンクリート打設工程でのコンクリート打設のために頂版構築用型枠１５が設置される高さ位置であり、予め設定されている。頂版構築用型枠１５がこの所定の高さ位置に位置している状態では、メタルフォーム１８の上面の高さが、構築される頂版３の下面３ｂの高さに略一致している。

ここで、上昇手段３０及び型枠案内・固定手段４０を用いる型枠上昇工程について、図７（ウ）及び（エ）に加えて、図９～図１１を用いて更に説明する。
図９は、上昇手段３０による頂版構築用型枠１５の上昇方法を示す図である。図１０は、箱抜き部材３９の斜視図である。図１１は、頂版構築用型枠１５の所定の高さ位置での固定方法を示す図である。

上昇手段３０は、複数の線状部材３１と、各線状部材３１に設けられるセンターホールジャッキ３２と、センターホールジャッキ３２の上側に位置する固定装置３３と、センターホールジャッキ３２の下側に位置する反力受け装置３４と、を含んで構成される。

複数の線状部材３１は例えば平面視でマトリクス状に互いに平行に配置されている。線状部材３１は上下方向に延びており、上端部が上部支保工１０に固定されており、上部支保工１０から横坑７内で垂れ下がっている。本実施形態では、線状部材３１は、例えば、ＰＣ鋼線、ねじ鉄筋、ゲビンデスターブ（登録商標）などの総ねじＰＣ鋼棒、及び、テンションロッドのいずれかであり得る。
尚、本実施形態では、線状部材３１の上端部が上部支保工１０に固定されているが、これに代えて、線状部材３１の上端部が、トンネル５０の下面５０ａに固定されてもよい。

メタルフォーム１８には、平面視で線状部材３１の設置位置に重なるように第１貫通孔（図示せず）が形成されており、この第１貫通孔に線状部材３１が挿通されている。この第１貫通孔は、隣り合う端太材１７，１７間に形成されている。

センターホールジャッキ３２については、その中央貫通孔（図示せず）に線状部材３１が挿通される。センターホールジャッキ３２は、例えば、１つ以上の伸縮ジャッキ３６と、伸縮ジャッキ３６の下端に取り付けられて線状部材３１を把持可能な下クランプ３７と、伸縮ジャッキ３６の上端に取り付けられて線状部材３１を把持可能な上クランプ３８と、を含んで構成される。伸縮ジャッキ３６は上下方向に延びており、上下方向に伸縮自在に構成されている。

センターホールジャッキ３２は、メタルフォーム１８の前述の第１貫通孔及び端太材１７の下方に位置する。センターホールジャッキ３２と端太材１７との間には固定装置３３が配置されている。固定装置３３は線状部材３１に固定可能である。固定装置３３は、頂版構築用型枠１５を線状部材３１に一時的に固定するためのものである。固定装置３３は、例えば、線状部材３１に打ち込まれる楔部材を含んで構成される。尚、固定装置３３は、楔部材を含んで構成されるものに限らない。

センターホールジャッキ３２の下方には反力受け装置３４が配置されている。反力受け装置３４は線状部材３１に固定可能である。反力受け装置３４は、センターホールジャッキ３２の伸縮ジャッキ３６の伸長作動時（頂版構築用型枠１５の線状部材３１に対する上昇時）にその反力受けとして機能するものである。反力受け装置３４は、例えば、線状部材３１に打ち込まれる楔部材を含んで構成される。尚、反力受け装置３４は、楔部材を含んで構成されるものに限らない。

メタルフォーム１８における前述の第１貫通孔より上側には箱抜き部材３９が設けられている。箱抜き部材３９は、例えば、発砲スチロール製の半割り円柱状であり、その中央貫通孔３９ａに線状部材３１が挿通されている。この箱抜き部材３９は、後述するコンクリート打設工程にてメタルフォーム１８の上面に箱抜きを行うためのものである。

型枠案内・固定手段４０は、各々が上下方向に延びる複数の第１線状部材４１と、第１線状部材４１の下端部から下方に延びる第２線状部材４２と、第１線状部材４１に固定可能な固定装置４３と、を含んで構成される。

複数の第１線状部材４１は例えば平面視でマトリクス状に互いに平行に配置されている。第１線状部材４１は、その上端部が上部支保工１０に固定されており、上部支保工１０から横坑７内で垂れ下がっている。本実施形態では、第１線状部材４１は、例えば、ＰＣ鋼線、ねじ鉄筋、ゲビンデスターブ（登録商標）などの総ねじＰＣ鋼棒、及び、テンションロッドのいずれかであり得る。
尚、本実施形態では、第１線状部材４１の上端部が上部支保工１０に固定されているが、これに代えて、第１線状部材４１の上端が、トンネル５０の下面５０ａに固定されてもよい。

第２線状部材４２は、第１線状部材４１の下端部から横坑７内で垂れ下がっている。本実施形態では、第２線状部材４２は、例えば、ＰＣ鋼線、ねじ鉄筋、ゲビンデスターブ（登録商標）などの総ねじＰＣ鋼棒、及び、テンションロッドのいずれかであり得る。

本実施形態では、１本のねじ鉄筋４５の上側部分が第１線状部材４１として機能し、この上側部分以外の部分（残部）が第２線状部材４２として機能する例を挙げて以下説明する。しかしながら、第１線状部材４１及び第２線状部材４２は一体物に限らず、別体であって相互に分離可能に連結されているものであってもよい。

メタルフォーム１８には、平面視でねじ鉄筋４５（第１線状部材４１及び第２線状部材４２）の設置位置に重なるように第２貫通孔（図示せず）が形成されており、この第２貫通孔にはねじ鉄筋４５が挿通可能である。この第２貫通孔は、隣り合う端太材１７，１７間に形成されている。

ねじ鉄筋４５についても、前述の線状部材３１と同様に、後述するコンクリート打設工程にてメタルフォーム１８の上面に箱抜きを行うための箱抜き部材３９が設けられている。

固定装置４３は、ねじ鉄筋４５（特に第１線状部材４１）に固定可能である。固定装置４３は、頂版構築用型枠１５をねじ鉄筋４５（特に第１線状部材４１）に一時的に固定するためのものである。固定装置４３は、例えば、ねじ鉄筋４５（特に第１線状部材４１）に螺合可能なナットにより構成される。尚、固定装置４３は、ナットにより構成されるものに限らない。

型枠上昇工程では、図７（ウ）に示すように、底版４上の支保材１６に載置された頂版構築用型枠１５のメタルフォーム１８下に作業員が入って、センターホールジャッキ３２と固定装置３３と反力受け装置３４とを線状部材３１の下端部に設置する。そして、図９（ア）～（エ）に示すステップからなる上昇サイクルを繰り返すことで、頂版構築用型枠１５と頂版用鉄筋２０とを一体的にジャッキアップする。

前述の上昇サイクルでは、まず、図９（ア）に示すステップにおいて、反力受け装置３４を固定状態（反力受け装置３４が線状部材３１に固定されている状態）とし、センターホールジャッキ３２の下クランプ３７を締付状態（下クランプ３７が線状部材３１を把持している状態）とし、上クランプ３８を開放状態（上クランプ３８が線状部材３１を把持していない状態）とし、伸縮ジャッキ３６を短縮状態とし、固定装置３３を非固定状態（固定装置３３が線状部材３１に固定されておらず、線状部材３１に沿って上下に摺動可能な状態）とする。

次に、図９（イ）に示すステップにおいて、反力受け装置３４の固定状態、センターホールジャッキ３２の下クランプ３７の締付状態、上クランプ３８の開放状態、及び、固定装置３３の非固定状態を維持しつつ、センターホールジャッキ３２の伸縮ジャッキ３６を伸長作動させる。この伸長作動により、センターホールジャッキ３２の上クランプ３８、固定装置３３、及び頂版構築用型枠１５が上昇する。つまり、センターホールジャッキ３２は、反力受け装置３４を介して、線状部材３１から反力を取って頂版構築用型枠１５を押し上げることが可能である。

次に、図９（ウ）に示すステップにおいて、反力受け装置３４の固定状態、及び、固定装置３３の非固定状態を維持しつつ、センターホールジャッキ３２の上クランプ３８を締付状態（上クランプ３８が線状部材３１を把持している状態）とし、下クランプ３７を開放状態（下クランプ３７が線状部材３１を把持していない状態）として、伸縮ジャッキ３６を短縮作動させる。この短縮作動により、下クランプ３７が上方に引き上げられる。

次に、図９（エ）に示すステップにおいて、固定装置３３の非固定状態、センターホールジャッキ３２の上クランプ３８の締付状態、及び、伸縮ジャッキ３６の短縮状態を維持しつつ、下クランプ３７を締付状態とし、更に、反力受け装置３４を上方に引き上げてセンターホールジャッキ３２の下クランプ３７の下面に当接させて固定状態とする。

図９（ア）～（エ）に示すステップからなる上昇サイクルを繰り返して、頂版用鉄筋２０が載置された頂版構築用型枠１５を前述の所定の高さ位置まで上昇させた後、固定装置３３を固定状態（固定装置３３が線状部材３１に固定されている状態）とする。

尚、センターホールジャッキ３２の上クランプ３８及び下クランプ３７による締付力（上クランプ３８及び下クランプ３７が線状部材３１を把持する力）が十分大きい場合には、固定装置３３及び反力受け装置３４を省略してもよい。

図７（ウ）に示す状態において、ねじ鉄筋４５の下端部（特に第２線状部材４２の下端部）がメタルフォーム１８の前述の第２貫通孔に挿通されている。そして、図９（ア）～（エ）に示すステップからなる上昇サイクルを繰り返して、頂版用鉄筋２０が載置された頂版構築用型枠１５を前述の所定の高さ位置まで上昇させる間には、第２線状部材４２は、メタルフォーム１８の前述の第２貫通孔を第１線状部材４１に案内するガイド装置として機能する（図７（エ）参照）。

図１１（ア）は、頂版用鉄筋２０が載置された頂版構築用型枠１５を前述の所定の高さ位置まで上昇させた状態を示しており、このときには、メタルフォーム１８の前述の第２貫通孔に挿通された第１線状部材４１の下端部が、端太材１７より下方に突出している。この後、図１１（イ）に示すように、前述のガイド装置としての役目を果たした第２線状部材４２を第１線状部材４１から分離する（本実施形態では、ねじ鉄筋４５のうち第１線状部材４１に相当する部分を残すようにねじ鉄筋４５を切断して、それより下側の第２線状部材４２に相当する部分を撤去する）。そして、図１１（ウ）に示すように、メタルフォーム１８の前述の第２貫通孔及び端太材１７の下方にて固定装置４３を第１線状部材４１の下端部に固定する（図８（オ）参照）。

１つの頂版構築用型枠１５に関して、例えば、線状部材３１を６箇所に配置し、頂版構築用型枠１５をサポートするための複数の第１線状部材４１（ねじ鉄筋４５）を１ｍ×１ｍ間隔で配置するとすれば、６つのセンターホールジャッキ３２でジャッキアップし、前述の所定の高さ位置に達した時点で、固定装置４３を第１線状部材４１の下端部に固定する。

ここで、頂版３用の既設置鉄筋（先行設置された鉄筋）である上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａは下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂに比べて長くなっている。頂版構築用型枠１５上で組まれた頂版用鉄筋２０については、上側主筋２４が下側主筋２３に比べて短くなっている。相対する上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａの他端部同士の間の間隔Ｐ１は、上側主筋２４の長さよりも重ね継手長の２倍分小さい。相対する下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂの他端部同士の間の間隔Ｐ２は、上側主筋２４の長さよりも大きく、かつ、下側主筋２３の長さよりも重ね継手長の２倍分小さい。ゆえに、頂版構築用型枠１５と頂版用鉄筋２０とを一体的に、かつ、垂直にジャッキアップすることで、上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａと上側主筋２４とが必要な重ね継手長を確保しつつ、かつ、下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂと下側主筋２３とが必要な重ね継手長を確保しつつ、頂版用鉄筋２０が頂版３用の既設置鉄筋（上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａ及び下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂ）間に精度よくはまり込んでいくことができる。

型枠上昇工程が完了すると、ステップＳ１５に進み、コンクリート打設工程として、前述の所定の高さ位置に位置する頂版構築用型枠１５の上面（メタルフォーム１８の上面）及び側面（延長部１８ａの外面）と横坑７の天端面（トンネル５０の下面５０ａを含む）及び側面との間の空間Ｓ内にコンクリートを打設する（図８（オ）及び（カ）参照）。これにより、頂版３の全部と側壁２Ｌ，２Ｒの残部２Ｌｅ，２Ｒｅ（前述の本体部２Ｌａ，２Ｒａ以外の部分）とがまとめて構築される。尚、このコンクリート打設工程では、空間Ｓ内に頂版用鉄筋２０が配置された状態で、空間Ｓ内にコンクリートが打設される。

このコンクリート打設工程にて打設されるコンクリートの荷重に対して、頂版構築用型枠１５の剛性が十分にないこともあり得るので、その分を、第１線状部材４１及び固定装置４３がサポートすることができる（図１２参照）。
また、頂版用鉄筋２０を組み立ててなる鉄筋籠の下にスペーサ２１が配置されているので、かぶりを確実に確保することができる。

コンクリート打設工程で打設されたコンクリートが硬化した後、ステップＳ１６に進み、脱型工程として、固定装置４３を第１線状部材４１から取り外し、また、前述の上昇スサイクルとは逆の下降サイクルを実施して段階的に頂版構築用型枠１５を前述の支保材１６上まで下降させる。そして、頂版構築用型枠１５の解体を行う。

図１３は、脱型工程後に実施される箱抜きの後処理方法を示す図である。
前述のコンクリート打設工程では、第１線状部材４１の下端部、及び、メタルフォーム１８の上面において、前述の箱抜き部材３９を用いて箱抜きが行われる。図１３（ア）は、メタルフォーム１８及び箱抜き部材３９が撤去されて形成された箱抜き箇所Ｈを示している。箱抜きの後処理では、第１線状部材４１の下端部のうち、この箱抜き箇所Ｈにて余分に露出している部分を除去し（図１３（イ）参照）、その後、箱抜き箇所Ｈに樹脂モルタルなどの充填材４８を充填する（図１３（ウ）参照）。

図１４は、トンネル１の軸方向において複数の頂版構築用型枠１５を用いる頂版３の構築方法を示す図である。
トンネル１の軸方向での長さが短い場合には、１つの頂版構築用型枠１５で頂版３を構築することができる。しかしながら、トンネル１の軸方向での長さが長い場合には、１つの頂版構築用型枠１５で頂版３を構築することが難しい。このため、例えば、図１４に示すように、トンネル１の軸方向で複数のブロックに分けて、各ブロックごとに頂版構築用型枠１５を準備し、各ブロックごとに前述のステップＳ１１～Ｓ１３（支保材配置工程、型枠組立工程、及び鉄筋組立工程）を実施する。そして、トンネル１の軸方向一側から他側に向かって順に各ブロックごとに前述のステップＳ１４（型枠上昇工程）を実施することで、前述の所定の高さ位置に複数の頂版構築用型枠１５を配置する。その後、複数のブロック分を一括して前述のステップＳ１５（コンクリート打設工程）を実施する。そして、各ブロックごとにステップＳ１６（脱型工程）を実施する。

尚、図１４に示す例では、トンネル１の軸方向における上側主筋２４’及び下側主筋２３’の継手箇所を重ね継手としているが、この継手箇所は重ね継手としない場合もあり得る。その場合には、トンネル１の軸方向における頂版構築用型枠１５の長さと、上側主筋２４’の長さと、下側主筋２３’の長さとを略同一として、頂版構築用型枠１５の端部の直上に上側主筋２４’の端部と下側主筋２３’の端部とが位置するようにしてもよい。
また、トンネル１の軸方向において複数の頂版構築用型枠１５を用いる頂版３の構築方法は、前述のものに限らない。

以上のようにして、トンネル１が構築される。

ところで、頂版３の構築時の配筋作業は、従来、ほとんどが上向きの人力作業であり、効率が悪く、また、精度の確保が難しかった。この点、本実施形態によれば、頂版構築用型枠１５の組立作業と頂版用鉄筋２０の組立作業（鉄筋籠の組立作業）とを作業員が下向きで行った後、センターホールジャッキ３２でジャッキアップして設置するだけであるので、上向きの人力作業がほとんどない。従って、作業効率が向上すると共に、配筋の精度が向上する。

本実施形態によれば、地下構造物の構築方法は、鉄筋コンクリート製のボックスカルバート状の地下構造物（例えばトンネル１）を構築する方法である。この方法は、地盤Ｇを掘削することで地中に横坑７を形成する第１工程（横坑形成工程：Ｓ２）と、横坑７内にて地下構造物（例えばトンネル１）の底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを構築する第２工程（底版・側壁構築工程：Ｓ３）と、横坑７内にて地下構造物（例えばトンネル１）の頂版３を構築する第３工程（頂版構築工程：Ｓ４）と、を含む。第３工程（頂版構築工程：Ｓ４）は、底版４上にて頂版構築用型枠１５を組み立てる型枠組立工程（Ｓ１２）と、組み立てられた頂版構築用型枠１５上にて頂版用鉄筋２０を組み立てる鉄筋組立工程（Ｓ１３）と、頂版用鉄筋２０が載置された頂版構築用型枠１５を、底版４上から所定の高さ位置まで上昇させる型枠上昇工程（Ｓ１４）と、前記所定の高さ位置に位置する頂版構築用型枠１５の上面と横坑７の天端面との間の空間Ｓ内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程（Ｓ１５）と、を含む。コンクリート打設工程（Ｓ１５）では、空間Ｓ内に頂版用鉄筋２０が配置された状態で、空間Ｓ内にコンクリートを打設する。従って、既設のトンネル５０などによる上空制限下でも、頂版３を簡易に構築することができる。

また本実施形態によれば、地下構造物の構築方法は、第１工程（横坑形成工程：Ｓ２）に先立って地中に作業空間５，６を形成する第４工程（作業空間形成工程：Ｓ１）を更に含む。第１工程（横坑形成工程：Ｓ２）では、作業空間５，６内から略水平に地盤Ｇの掘削を開始して横坑７を形成する。従って、作業空間５，６を横坑７の形成作業に用いることができる。

また本実施形態によれば、第３工程（頂版構築工程：Ｓ４）は、型枠組立工程（Ｓ１２）に先立って、頂版構築用型枠１５を下方から支持するための支保材１６を底版４上に配置する支保材配置工程（Ｓ１１）を更に含む。これにより、頂版構築用型枠１５の下方にセンターホールジャッキ３２などを設置する作業を行うためのスペースを確保することができる。

また本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）を既設構造物（例えばトンネル５０）の下方に構築する。ゆえに、既設構造物による上空制限下でも、頂版３を簡易に構築することができる。

また本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）の上面３ａと既設構造物（例えばトンネル５０）の下面５０ａとが接触する。ゆえに、地下構造物（例えばトンネル１）が既設構造物（例えばトンネル５０）をその下方から支持することができ、ひいては、トンネル５０の沈下を抑制することができる。

また本実施形態によれば、第１工程（横坑形成工程：Ｓ２）は、横坑７の内周面に沿って支保工８を建て込むことを含む。型枠上昇工程（Ｓ１４）にて頂版構築用型枠１５を上昇させる上昇手段３０は、上下方向に延びる線状部材３１と、線状部材３１が中央貫通孔に挿通されるセンターホールジャッキ３２と、を含む。線状部材３１は、その上端部が既設構造物（例えばトンネル５０）に固定されるか、又は支保工８における横坑７の天端面に相対する部分（例えば上部支保工１０）に固定されて、横坑７内で垂れ下がり、かつ、頂版構築用型枠１５の貫通孔（前述の第１貫通孔）に挿通される。頂版構築用型枠１５の貫通孔（前述の第１貫通孔）の下方にセンターホールジャッキ３２が位置する。センターホールジャッキ３２が線状部材３１から反力を取って頂版構築用型枠１５を押し上げることが可能である。ゆえに、上昇手段３０を簡素な構成とすることができる。

尚、複数のセンターホールジャッキ３２による頂版構築用型枠１５のジャッキアップについては、各センターホールジャッキ３２の上昇量（変位量）を適宜の測定手段で測定しながら複数のセンターホールジャッキ３２の伸縮作動制御を行うようにしてもよい。

頂版用鉄筋２０の上側主筋２４及び下側主筋２３と上側鉄筋３Ｌａ，３Ｒａ及び下側鉄筋３Ｌｂ，３Ｒｂとの重ね継手部に結束線による結束が必要な場合がある。この場合には、頂版用鉄筋２０を組み立ててなる鉄筋籠のみを設定位置まで吊り上げ、頂版構築用型枠１５も鉄筋籠の下１．５ｍ付近まで吊り上げ、頂版構築用型枠１５を作業床として重ね継手部の鉄筋を結束した後、作業床（頂版構築用型枠１５）を前述の所定の高さ位置まで引き上げ、設置することも可能である。

本実施形態では、上昇手段３０として線状部材３１及びセンターホールジャッキ３２を用いるジャッキアップ工法を説明したが、型枠上昇工程にて頂版構築用型枠１５を上昇させる上昇手段３０の構成はこれに限らない。例えば、底版４上にサンドルを設置し、サンドル上にジャッキを挟んで頂版構築用型枠１５を押し上げ、設置することも可能である。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１…トンネル、２Ｌ，２Ｒ…側壁、２Ｌａ，２Ｒａ…本体部、２Ｌｂ，２Ｒｂ…上面、２Ｌｃ，２Ｒｃ…外側鉛直鉄筋、２Ｌｄ，２Ｒｄ…内側鉛直鉄筋、２Ｌｅ，２Ｒｅ…残部、３…頂版、３ａ…上面、３ｂ…下面、３Ｌａ，３Ｒａ…上側鉄筋、３Ｌｂ，３Ｒｂ…下側鉄筋、４…底版、５，６…作業空間、５ａ…立坑、７…横坑、８…支保工、９Ｌ，９Ｒ…側部支保工、１０…上部支保工、１１…下部支保工、１２…地盤改良領域、１５…頂版構築用型枠、１６…支保材、１７…端太材、１８…メタルフォーム、１８ａ…延長部、２０…頂版用鉄筋、２１…スペーサ、２３，２３’…下側主筋、２４，２４’…上側主筋、２５…せん断補強鉄筋、３０…上昇手段、３１…線状部材、３２…センターホールジャッキ、３３…固定装置、３４…反力受け装置、３６…伸縮ジャッキ、３７…下クランプ、３８…上クランプ、３９…箱抜き部材、３９ａ…中央貫通孔、４０…型枠案内・固定手段、４１…第１線状部材、４２…第２線状部材、４３…固定装置、４５…ねじ鉄筋、４８…充填材、５０…トンネル、５０ａ…下面、Ｇ…地盤、ＧＬ…地面、Ｈ…箱抜き箇所、Ｐ１，Ｐ２…間隔、Ｓ…空間

Claims (7)

1. 鉄筋コンクリート製のボックスカルバート状の地下構造物を構築する方法であって、
   地盤を掘削することで地中に横坑を形成する第１工程と、
   前記横坑内にて前記地下構造物の底版及び側壁を構築する第２工程と、
   前記横坑内にて前記地下構造物の頂版を構築する第３工程と、
   を含み、
   前記第３工程は、
   前記底版上にて頂版構築用型枠を組み立てる型枠組立工程と、
   前記組み立てられた前記頂版構築用型枠上にて頂版用鉄筋を組み立てる鉄筋組立工程と、
   前記頂版用鉄筋が載置された前記頂版構築用型枠を、前記底版上から所定の高さ位置まで上昇させる型枠上昇工程と、
   前記所定の高さ位置に位置する前記頂版構築用型枠の上面と前記横坑の天端面との間の空間内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、
   を含み、
   前記コンクリート打設工程では、前記空間内に前記頂版用鉄筋が配置された状態で、前記空間内にコンクリートを打設する、地下構造物の構築方法。
2. 前記第１工程に先立って地中に作業空間を形成する第４工程を更に含み、
   前記第１工程では、前記作業空間内から略水平に地盤の掘削を開始して前記横坑を形成する、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
3. 前記第３工程は、前記型枠組立工程に先立って、前記頂版構築用型枠を下方から支持するための支保材を前記底版上に配置する支保材配置工程を更に含む、請求項１又は請求項２に記載の地下構造物の構築方法。
4. 前記地下構造物を既設構造物の下方に構築する、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。
5. 前記地下構造物の上面と前記既設構造物の下面とが接触する、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
6. 前記第１工程は、前記横坑の内周面に沿って支保工を建て込むことを含む、請求項４又は請求項５に記載の地下構造物の構築方法。
7. 前記型枠上昇工程にて前記頂版構築用型枠を上昇させる上昇手段は、上下方向に延びる線状部材と、前記線状部材が中央貫通孔に挿通されるセンターホールジャッキと、を含み、
   前記線状部材は、その上端部が前記既設構造物に固定されるか、又は前記支保工における前記横坑の天端面に相対する部分に固定されて、前記横坑内で垂れ下がり、かつ、前記頂版構築用型枠の貫通孔に挿通され、
   前記頂版構築用型枠の貫通孔の下方に前記センターホールジャッキが位置し、
   前記センターホールジャッキが前記線状部材から反力を取って前記頂版構築用型枠を押し上げることが可能である、請求項６に記載の地下構造物の構築方法。